Когда вы третесь ногами в носках о ковер и бьете себя о дверную ручку, вы испытываете статическое электричество. Молния - это статическое электричество, но в таких масштабах, которые ваши носки никогда не произведут: она в три раза горячее, чем поверхность солнца, и может питать 100-ваттную лампочку более трех месяцев. Молния издавна очаровывала людей, мотивируя на создание мифов о ее происхождении и вдохновляя на легендарные эксперименты с электричеством.
Хотя мы все знакомы с молнией, по оценкам, от одного из 30 до одного из 150 человек во всем мире считают, что видели шары молнии, парящие над землей, пролетающие сквозь стены и даже убивающие людей. Истории об этих светящихся сферах восходят к средневековью, может быть, даже к древним грекам. Однако зарегистрированный случай не произошел до 18-го века, когда Георг Рихманн, пионер исследований в области электричества, был убит тем, что, как полагают, было шаровой молнией.
Возможно, одно из самых известных наблюдений шаровой молнии было сделано молодым царем Николаем, внуком царя Александра II, который стал свидетелем пылающего шара во время церковной службы в 19 веке. Но даже наблюдения царей вызывали у людей скептицизм. Были ли эти шары на самом деле молниями? Возможно, потусторонние явления? Скептицизм начал ослабевать в 1963 году, когда группа ученых, летевшая из Нью-Йорка в Вашингтон, округ Колумбия, стала свидетелем того, как сияющая сфера проплыла по проходу и исчезла в задней части самолета. Пытаясь объяснить то, что они видели, начались исследования.
Действительно ли существуют огненные шары, плавящие стекло, парящие над землей и проплывающие сквозь стены? Давайте узнаем больше о явлении шаровой молнии и его возможных объяснениях.
Объяснения и теории шаровой молнии
Шаровая молния выглядит как светящиеся шары, которые появляются во время грозы, обычно после удара молнии. Эти плавающие огненные шары светят так же ярко, как 100-ваттная лампочка; могут быть белого, желтого, оранжевого, красного или синего цвета и, как правило, размером с небольшой грейпфрут, хотя наблюдения показывают, что они могут варьироваться в размерах от мяча для гольфа до пляжного мяча.
От огненного шара исходят маленькие щупальца, которые, кажется, дергают шар, как будто он находится под властью паралича кукловода. Они двигаются медленно и беспорядочно, за ними следуют дымовые дорожки, которые образуют спирали вокруг них. И через мгновение они исчезают.
Нет научного объяснения шарам молнии, хотя есть несколько предложенных теорий.
На протяжении всей истории предположения о причине возникновения шаровой молнии варьировались от существования стоячих волн электромагнитного излучения до плазменных облаков и от короткого замыкания линий электропередач до св. Эльмо Огонь. Более необычные объяснения предполагали мини-черные дыры, созданные во время Большого взрыва или возможное присутствие инопланетян. Хотя ни одна теория еще не объяснила шаровую молнию, многообещающая теория фокусируется накремнии
Самая популярная современная теория, предложенная Джоном Абрахамсоном из Кентерберийского университета в Крайстчерче, Новая Зеландия, предполагает, что шаровая молния является результатом химической реакции горящих в воздухе частиц кремния.
Когда молния ударяет в землю, кремний, который естественным образом содержится в почве, соединяется с кислородом и углеродом и превращается в чистыйпар кремния Когда пар охлаждается, кремний конденсируется в мелкую пыль. Частицы этой тонкой пыли притягиваются друг к другу электрическим зарядом, созданным ударом молнии, и соединяются в шар.
Свечение и тепло исходят от химической энергии, возникающей при рекомбинации кремния с кислородом в воздухе. А как только кремний выгорит, шаровая молния исчезнет.
Эта теория также предполагает, что материалы, отличные от кремния, такие как алюминий и железные металлы, также могут вызывать шары, и что любой атмосферный разряд, не обязательно молния, может объяснить, почему шаровая молния была замечена рядом с опорами электропередач, электрическими установщики и даже активные разломы.
Ученые проверяют эту гипотезу в своих лабораториях. Исследователи Антонио Павао и Герсон Пайва из Федерального университета Пернамбуку в Бразилии работали с кремниевой гипотезой и считают, что они подтвердили теорию с помощью кремниевой подложки и высоковольтной дуги. Они подали 140 ампер электричества на кремниевую подложку, которая испарила подложку и иногда производила огненные шары размером с мяч для гольфа.
Эли Джерби и Владимир Дихтяр из Тель-Авивского университета в Израиле успешно (и случайно) воссоздали шаровую молнию с помощью устройства, которое они называют «микроволновой дрелью». Эта микроволновая дрель сделана из 600-ваттного магнетрона, взятого из обычной кухонной микроволновой печи, и мощного микроволнового луча, способного проникать сквозь твердые предметы. Наконечник сверла - заостренный стержень - направляет луч на твердое вещество (кремний, стекло, глинозем были испытаны среди материалов) и создает горячую точку в твердом теле. Когда сверло отрывается от горячей точки, сопротивление создает огненный шар, напоминающий шаровую молнию.
Однако вопрос о том, как шаровая молния пролетает сквозь стены, до сих пор остается предметом споров.
Чтобы узнать больше о молнии и электричестве, просмотрите список ресурсов на следующей странице.